如何实现隔离 LVDS 接口
mouser 2021-09-22

信号传输应用常用的方法是低压差分信号传输(LVDS)。这涉及到串行数据传输的既有接口标准 (TIA/EIA-644),除了极佳的节能特性和高达几 Gbps 的数据速率潜力之外,它还具有很高的抗扰度。这些良好特性可归因于内部使用的电流控制或驱动器模块的限流功能(最大3 mA)。信号差分电压仅为 20 mV。但是,它随后在接收器侧被放大回 300 mV(差分)的逻辑电平。由此获得的好处包括电磁干扰 (EMI) 极其低、开关速度极其快等。

LVDS接口常常与控制和调节系统一起使用,大数据量必须在电子电路之间或短电缆之间发送。它还能将时钟信号非常快速地 分配给完整应用中的不同器件,从而使相应器件同步。工业测量应用和控制系统中的模拟前端 (AFE) 属于 LVDS 的典型应用。不过,它也常用于实现多个数据节点之间的以及视频信号传输中的数字接口,例如通过 HDMI®。另一个不容忽视的方面是 LVDS 电路提供电流隔离的可能性。因此,它也用于任何需要隔离通信接口的地方,例如在电子电路或背板中。

背板是含有多个连接器的电路板,用于容纳各种外挂板模块。基本系统利用背板可轻松实现即插即用扩展,以包括更多组件。然而,外挂模块常常要经受高压瞬变,因为在许多应用中,它们与连接到配电网的部件直接接触。因此,外挂模块容易受到雷击等外部事件的影响。人体接触引起的静电放电,内部电容突然充电、反极性充电或在插拔外挂模块时放电,也会导致高瞬变。因此,安全隔离接口对于系统是必不可少的。否则,如果发生电压瞬变,相连组件很容易损坏,或者危及用户。功能隔离的通信接口对工业测量仪器也很有利,因为隔离接口提供一个浮空接地,例如位于模数转换器和微控制器之间。这样,测量信号就不会影响和干扰应用的其余部分,也不会受其影响或干扰。

市场上已经有各种各样用于实现隔离 LVDS 接口的产品。ADI 公司的隔离 LVDS 系列是非常有效且可靠的解决方案,包括 ADN4650、ADN4651 和 ADN4652,支持高达 600 Mbps 的数据速率,同时也符合非隔离LVDS接口的标准值。相比之下,标准数字隔离器只能达到 150 Mbps。由于采用 iCoupler®技术,尽管存在隔离,该系列仍能实现非常高的数据速率。这涉及到利用微机电系统 (MEMS) 实现片上变压器,从而简单地隔离数字信号并节省空间。

“”

LVDS 系列还提供超精密时间特性和极低的抖动(也称为时序抖动)。抖动描述数字信号的上升沿和下降沿相对于理想时间基准的偏差。在高数据速率下,低抖动非常重要,因为以 600 Mbps 的速率传输一比特仅需 1.6 ns。对信号上升沿或下降沿中的抖动要求是,必须让模数转换器有足够的时间来达到实际的高电平或低电平,以便可以正确执行采样。

对于 ADN465x 系列,抖动典型值为 70 ps。LVDS 模块还提供两个隔离 LVDS 通道, 构成 ADN4651 中的发射和接收通道。ADN4652 中的通道排列与 ADN4651 中的通道排列相反,而 ADN4650 仅提供发射或接收通道,具体取决于接线。ADN465x 系列利用内部 2.5 V 电源电压工作;遗憾的是,工业系统常常没有这种电源电压,仅提供 3.3 V 电压。因此,ADN465x 系列中集成了低压差稳压器 (LDO),其输入端可接受 3.3 V 的外部电源电压。模块或其输入端及其隔离输出端的供电可以使用隔离式 ADuM5000 DC-DC 转换器等实现。这样可以选择性地产生5 V或3.3 V的隔离输出电压,最大功率输出为 500 mW。此电路配置如图1所示。

“图1.图1. 采用ADN4651和ADuM5000的隔离LVDS接口

结合 ADuM5000,该器件系列可满足当今工业应用对隔离 LVDS 接口的众多要求。这种高度集成的解决方案还满足标准化总线通信的所有先决条件。LVDS 接口经常用于节能应用。对此,ADN4651 和 ADuM5000 的组合是替代传统光耦合器的极其省电的解决方案。常常需要同时隔离多个通道。

在 LVDS 应用中,通道并行使用以使吞吐速率和相应的波特率最大。所述采用 ADI 公司上述模块的电路提供一个四通道隔离器:两个发射通道和两个接收通道。因此,一个电子组件上的两个完整发射和接收通道可同时以非常高的传输速率进行信号传输。

只要符合关于最大脉冲宽度失真的要求,利用 ADN465x 系列便可轻松达到DC 至 600 Mbps 的数据速率。此外,布局中必须考虑与高速传输差分信号相关的一些因素。输入侧和输出侧走线应匹配,并且相对于地具有近似 50Ω 的阻抗,或信号线之间具有 100Ω 阻抗。另外,建议在 LVDS 输入端连接 100Ω 端接电阻,如图 2所示。

“图2.图2. 采用ADN4651的隔离LVDS接线电路

电缆长度和连接器类型也会影响最大数据速率。使用较低数据速率(最高200 Mbps)并与支持高数据速率和带有屏蔽线对的连接器结合时,电缆甚至可以长达数米。

ADN4650/ADN4651/ADN46521 是信号隔离式 LVDS 缓冲器,数据速率高达 600 Mbps,并且具有极低的抖动。与 ADuM5000 的这种 组合使其成为高速信号传输的理想选择,能够实现短距离 600 Mbps 和数米距离 200 Mbps 的传输速率。 

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
热门推荐
  • 相关技术文库
  • 工业
  • 安防
  • 航空
  • CAN
  • 风电风机故障诊断远程无线管理方案

    风电行业作为可再生能源领域中最具前景的发电方式之一,在全球范围内分布广泛。但是,在风机发生故障时,却总是措手不及。本文将提供可行的方案,能够为解决故障带来便利。   风电行业现状概述 随着“碳中和”和“碳达峰”的热度疯涨,新能源行业势必崛起。风

    04-27
  • 如何将CAN总线升级成CAN FD?

    如何快速升级到CAN FD? 小致百科课堂 · ▴ 点击视频,关注查看更多 ▴ 21世纪初,CAN总线技术迎来了CAN FD时代,数据传输的速率不断提高的同时,极大地缩短了数据传输,尤其是程序下载的时间。那么如何才能将手头的CAN总线升级成CAN FD呢? 致远电子为您提供3

    04-22
  • 一张表看电机的分类

    据说尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)于1888年发明了交流电机。从那时起,由于各种元素创新,例如电机的组成材料(磁铁、钢板等),半导体元器件的材料、部件技术和控制技术等,使电机有了长足发展。例如,在1900年代初期开发的输出功率为5马力的感应电机,在2

    04-21
  • 解析电机的旋转动作和发电作用

    电机的旋转原理 作为电机基础知识,我们将介绍电机原理相关的内容。 关于电流、磁场和力 首先,为了便于后续电机原理说明,我们来回顾一下有关电流、磁场和力的基本定律/法则。虽然有一种怀旧的感觉,但如果平时不常使用磁性元器件,就很容易忘记这些知识。

    04-14
  • 运动控制T型曲线速度规划的matlab、 C语言实现

    ★ 本文介绍了运动控制中常用的梯形速度曲线规划的原理和程序实现,最后给出了测试结果; ” 1 前言 2 理论分析 3 matlab 实现 4 测试结果 5 C语言实现 6 总结 1 前言 在伺服系统以及控制系统的加减速动作中,为了让速度更加平滑,可以引入T型速度曲线规划(T

    03-31
  • CAN总线和RS485总线应用概述

    CAN总线和RS485总线的定义 CAN是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称,是由研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH公司开发了的,并最终成为国际标准(ISO11898)。是国际上应用最广泛的现场总线之一。在北美和西欧,CAN总线协议已经成为

    03-30
  • 传感器这么多种,你都知道怎么工作的吗

    布料张力测量及控制原理 ▼ 直滑式电位器控制气缸活塞行程 ▼ 压阻式传感器测量液位的工作原理 ▼ MQN型气敏电阻结构及测量电路 ▼ 气泡式水平仪的工作原理 ▼ 扩散硅式压力传感器 ▼ 应变加速度感应器 ▼ 称重式料位计 ▼ 电子皮带秤重示意图 ▼ 电子吊车秤

    03-26
  • 一文看懂I2C(FPGA实测I2C波形)

    据非官方统计,90%电子行业的公众号都介绍过3种串行通讯协议:UART、SPI和I2C。这3种串行协议也是电子开发行业最常用的协议。前面介绍了 及其 , 。本篇文章介绍I2C通讯协议及其FPGA实测波形。 文末有【I2C官方标准文档下载方法】。 有哪些内容 I2C是什么 5种

    03-25
  • 红电线,黄电线,绿电线,各种颜色电线都代表什么?

    1、依导线颜色标志电路 黑色——装置和设备的内部布线。 棕色——直流电路的正极。 红色——三相电路的C相; 半导体三极管的集电极; 半导体二极管、整流二极管或可控硅管的阴极。 黄色——三相电路的A相; 半导体三极管的基极; 可控硅管和双向可控硅管的控

    03-26
  • 总线隔离后接地出现通讯异常该如何改善?

    在已为大家介绍隔离后接地的ESD作用机理,那么面对总线隔离后由于接地而出现的通讯异常问题该如何改善,本文将为大家介绍对应的改善措施以及电路作用详解。    前言 为保证总线网络的通讯稳定性,通讯接口通常会做隔离,隔离的主要目的: 安规考虑:保护设备

    03-19
  • 常用的电气电路图集

    1 单相照明双路互备自投供电电路 2 双路三相电源自投电路 3 茶炉水加热自动控制电路 4 简单的温度控制器电路 5 简易晶闸管温度自动控制电路 6 用双向晶闸管控制温度电路 7 XCT-101动圈式温度调节仪控温电路 8 电接点压力式温度表控温电路 9 TDA-8601型温度指

    03-08
  • 常见CAN总线干扰现象

    CAN总线由其高可靠和实时性被广泛应用于新能源汽车、轨道交通、医疗、工程机械等行业,但是由于大部分行业工作环境都比较恶劣,所以提高总线抗干扰能力是目前行业用户最为关注的方向。   常见CAN总线干扰现象 如下为一条流水线有两路CAN总线,一条总线有22个

    03-11
下载排行榜
更多
EE直播间
更多
广告
X
广告